CN110787618A - 一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法。一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，包括以下步骤：S10：在电厂采用脱硫剂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰；S20：采用湿法脱硫工艺对铝电解烟气进行脱硫，得到脱硫副产物石膏浆液；其中，所述的湿法脱硫工艺中的吸收剂含有S10得到的脱硫灰；S30：将所述的石膏浆液脱水，得生石膏。本发明所述的一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，该方法利用电解铝烟气高含氧量氧化处理电厂干法脱硫灰的亚硫酸钙，使电厂脱硫后副产物中的亚硫酸钙在电解高氧烟气中转化为石膏，未反应的CaO或CaCO3作为铝厂湿法脱硫剂，实现脱硫灰的资源利用，解决了脱硫灰不固化的问题；同时脱硫灰做吸收剂对电解烟气进行脱硫。

Description

一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法
技术领域
本发明属于工业脱硫的技术领域，具体涉及一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法。
背景技术
电解铝生产过程中会排出含有颗粒物、二氧化硫和氟化氢的电解烟气，对环境造成污染。近年来,随着越来越多含硫偏高的原油的精炼，作为铝用预焙阳极的主要原料石油焦的含硫量也逐渐上升，而在碳素工艺中只有少部分的硫消耗，大量的硫随着阳极炭块进入铝电解生产中，这样就造成铝电解硫量大，烟气含硫增多。而目前行业里对烟气治理应用比较成熟的是干法烟气净化技术，能够脱除电解烟气中的颗粒物和氟化氢，但普遍没有脱硫装置，烟气中的大部分二氧化硫直接排入大气。2017年，环保部发布《铝工业污染物排放标准》修改单，在标准中加入了大气污染物特别排放限值，规定SO2浓度100mg/Nm3，所以解决电解铝烟气中二氧化硫的污染排放问题，是目前铝工业绿色高质量发展的首要课题之一。
传统的电力生产过程中同样产生大量含SO2的烟气，需要进行脱硫，按脱硫过程是否加水及脱硫后副产物形态的不同，电力烟气脱硫技术可分为干法、湿法和半干法脱硫。由于湿法脱硫腐蚀问题突出，所以电厂多采用干法脱硫或者半干法脱硫，同时通常通过加大脱硫剂使用量来提高脱硫效果，降低烟气，减少“白烟”，使SO2达35mg/m3以下。脱硫后其副产物脱硫灰主要成分为亚硫酸钙，自然堆放不仅占用大量土地、造成地下水污染，而且由于其密度较小、质量轻，一经风吹会产生扬尘污染，同时利用不当会造成二氧化硫二次污染，并且由于加入大量的脱硫剂，造成石灰原料浪费，存在难以利用等问题，因此急需开发出一种能够高效利用脱硫灰的技术。
发明内容
针对背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供一种电厂与铝电解烟气串联脱硫方法，实现电厂与铝电解串联脱硫，利用电解铝烟气高含氧量氧化处理电厂干法脱硫灰的亚硫酸钙，电厂脱硫后副产物中的亚硫酸钙在电解高氧烟气中转化为石膏(产品)，未反应的CaO或CaCO3作为铝厂湿法脱硫剂，减少电解烟气SO2排放，实现对电解烟气的深度清洁，各项污染物达到超低排放标准，同时解决电厂脱硫灰不固化的问题，提高脱硫剂中钙的利用效率。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，包括以下步骤：
S10：在电厂采用脱硫剂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰；
S20：采用湿法脱硫工艺对铝电解烟气进行脱硫，得到脱硫副产物石膏浆液；其中，所述的湿法脱硫工艺中的吸收剂含有S10得到的脱硫灰；
S30：将所述的石膏浆液脱水，得生石膏。
进一步的，所述的S10中：脱硫剂为CaO、CaCO3、电石渣中的一种或者几种。
进一步的，所述的S20中：湿法脱硫工艺中的吸收剂中脱硫灰的含量不少于50％，粒径为150μm以下。
进一步的，所述的S20中：电解铝烟气含氧量为20-21％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明为一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，其目的是利用电解铝烟气高含氧量，氧化处理电厂干法脱硫灰中亚硫酸钙，同时对电解铝烟气进行烟气脱硫。一举多得，首先将脱硫灰作为资源利用，解决了脱硫灰不固化的问题，同时确保了脱硫灰中的亚硫酸钙充分氧化为生石膏，进而实现安全堆存，避免了二氧化硫二次污染对环境带来的影响；其次脱硫灰做吸收剂对电解烟气SO2进行脱硫，使电解烟气的中SO2浓度控制在35mg/m3的超低排放标准，实现低成本高效率脱硫；另外电解烟气脱硫副产物为脱硫石膏，变废为宝，具有明显的环境效益和经济效益。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体实施例对本发明一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法做进一步的详细介绍：
本发明的技术方案为：
一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，该方法包括以下步骤：
S10：将脱硫剂在电厂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰；
S20：采用湿法脱硫工艺对铝电解烟气进行脱硫；其中，所述的湿法脱硫工艺中的吸收剂含有S10得到的脱硫灰；
S30：铝电解烟气脱硫后得到脱硫副产物石膏浆液；
S40：石膏浆液进行脱水生成生石膏。
优选的，电厂脱硫的脱硫剂为CaO、CaCO3、电石渣的一种或者几种组合，可按实际情况进行单独使用或者组合使用，电厂干法脱硫烟气中的SO2与脱硫剂中的氧化钙发生反应，生成亚硫酸钙：
CaCO3+SO2+H20→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O+CO2
优选的，为避免大颗粒物质影响铝电解烟气脱硫效率，过滤除掉脱硫灰中粒径大于150μm的物质后作为吸收剂添加到脱硫剂中，比例不低于50％。
优选的，铝电解烟气与电厂烟气不同，主要是用来降温和稀释的空气组成，含氧量为20％-21％。脱硫灰在电解烟气脱硫过程中通过亚硫酸氢根与氧气完成反应：
CaSO3·H20+O2+2H20→CaSO4·2H20+H20
转化为石膏，无CaSO3成分。
本发明方法中未脱硫电解铝烟气含二氧化硫浓度100-350mg/m3，脱硫后电解铝出口SO2浓度小于等于35mg/m3，电解铝脱硫效率大于等于85％。
本发明实施例中未详述的均为本领域的常规技术手段。
实施例1.
具体操作步骤如下：
将CaCO3作为脱硫剂在电厂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰。
脱硫灰通过罐式密封车运入铝电解厂内，通过过滤，滤掉大于150μm的颗粒后，添加到脱硫剂CaCO3中后与滤液配置成浆液(吸收剂)。
电解铝烟气经过除尘器除去大部分的粉尘后，监测SO2浓度为294mg/m3，含氧量为20％，监测后的烟气经引增压风机加压后进入净化系统。烟气由塔底进入吸收塔，在塔内做从下而上的平推流运动。脱硫灰浆液经过循环泵输送至浆液分配管，由喷嘴雾化为1-2mm的液滴之后，与烟气逆向对流接触，脱硫灰浆液充分吸收烟气之中的SO2气体。净化之后的烟气SO2浓度为26mg/m3，经过塔顶部的除雾器除雾之后，直接进入烟囱排放。
在吸收塔底部设塔釜，经反应后的脱硫灰浆液落入塔釜，大部分由循环浆液泵打至塔内喷淋层，氧化风机将空气鼓入塔釜，在吸收塔搅拌器的作用下，空气被分散并充分分散于浆液中，将亚硫酸钙氧化为石膏。经氧化后的浆液由石膏浆液排出泵送入水力旋流站，经过水力旋流站预脱水及石膏分级后，底部浓度较高、结晶充分、纯度较高的石膏浆液进入真空带式过滤机进一步脱水，顶部浓度较低，结晶不完全的石膏浆液返回氧化罐继续氧化、结晶，滤液进入滤液罐由回液泵打回吸收系统。
此实施例中脱硫灰的添加量为52％，电解铝脱硫效率为88％。石膏浆液脱水后的石膏中无CaSO3，主要成分为：硫酸钙含量84.50％、含水量15.5％。
实施例2.
具体操作步骤如下：
将CaCO3、CaO、电石渣按1:1:1的质量比混合后作为脱硫剂，在电厂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰。
脱硫灰通过罐式密封车运入铝电解厂内，通过过滤，滤掉大于150μm的颗粒后，添加到混合脱硫剂(混合脱硫剂中CaCO3、CaO、电石渣的质量比为1:1:1)中后与滤液配置成浆液(吸收剂)。
电解铝烟气经过除尘器除去大部分的粉尘后，监测SO2浓度为327mg/m3，含氧量为21％，监测后的烟气经引增压风机加压后进入净化系统。烟气由塔底进入吸收塔，在塔内做从下而上的平推流运动。脱硫灰浆液经过循环泵输送至浆液分配管，由喷嘴雾化为1-2mm的液滴之后，与烟气逆向对流接触，脱硫灰浆液充分吸收烟气之中的SO2气体。净化之后的烟气SO2浓度为31mg/m3，经过塔顶部的除雾器除雾之后，直接进入烟囱排放。
在吸收塔底部设塔釜，经反应后的脱硫灰浆液落入塔釜，大部分由循环浆液泵打至塔内喷淋层，氧化风机将空气鼓入塔釜，在吸收塔搅拌器的作用下，空气被分散并充分分散于浆液中，将亚硫酸钙氧化为石膏。经氧化后的浆液由石膏浆液排出泵送入水力旋流站，经过水力旋流站预脱水及石膏分级后，底部浓度较高、结晶充分、纯度较高的石膏浆液进入真空带式过滤机进一步脱水，顶部浓度较低，结晶不完全的石膏浆液返回氧化罐继续氧化、结晶，滤液进入滤液罐由回液泵打回吸收系统。
此实施例中脱硫灰的添加量为60％，电解铝脱硫效率为91％。石膏浆液脱水后的石膏无CaSO3，主要成分为：硫酸钙含量85.9％、含水量14.1％。
实施例3.
具体操作步骤如下：
将CaCO3、CaO按照1:1的质量比混合后作为脱硫剂，在电厂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰。
脱硫灰通过罐式密封车运入铝电解厂内，通过过滤，滤掉大于150μm的颗粒后，添加到混合脱硫剂(混合脱硫剂中CaCO3、CaO的质量比为1:1)中后与滤液配置成浆液(吸收剂)。
电解铝烟气经过除尘器除去大部分的粉尘后，监测SO2浓度为210mg/m3，含氧量为21％，监测后的烟气经引增压风机加压后进入净化系统。烟气由塔底进入吸收塔，在塔内做从下而上的平推流运动。脱硫灰浆液经过循环泵输送至浆液分配管，由喷嘴雾化为1-2mm的液滴之后，与烟气逆向对流接触，脱硫灰浆液充分吸收烟气之中的SO2气体。净化之后的烟气SO2浓度为18mg/m3，经过塔顶部的除雾器除雾之后，直接进入烟囱排放。
在吸收塔底部设塔釜，经反应后的脱硫灰浆液落入塔釜，大部分由循环浆液泵打至塔内喷淋层，氧化风机将空气鼓入塔釜，在吸收塔搅拌器的作用下，空气被分散并充分分散于浆液中，将亚硫酸钙氧化为石膏。经氧化后的浆液由石膏浆液排出泵送入水力旋流站，经过水力旋流站预脱水及石膏分级后，底部浓度较高、结晶充分、纯度较高的石膏浆液进入真空带式过滤机进一步脱水，顶部浓度较低，结晶不完全的石膏浆液返回氧化罐继续氧化、结晶，滤液进入滤液罐由回液泵打回吸收系统。
此实施例中脱硫灰的添加量为55％，电解铝脱硫效率为85.7％。石膏浆液脱水后的石膏无CaSO3，主要成分为：硫酸钙含量87.41％、含水量12.59％。
本发明所述的一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，该方法利用电解铝烟气高含氧量氧化处理电厂干法脱硫灰的亚硫酸钙，使电厂脱硫后副产物中的亚硫酸钙在电解高氧烟气中转化为石膏(产品)，未反应的CaO或CaCO3作为铝厂湿法脱硫剂，减少电解烟气SO2排放，实现脱硫灰的资源利用，解决了脱硫灰不固化的问题，确保了脱硫灰中的亚硫酸钙充分氧化为生石膏，进而实现安全堆存，避免了二氧化硫二次污染对环境带来的影响；同时脱硫灰做吸收剂对电解烟气SO2进行脱硫，使电解烟气的中SO2浓度控制在35mg/m3的超低排放标准，实现低成本高效率脱硫，具有明显的环境效益和经济效益。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种电厂与铝电解烟气串联的脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：在电厂采用脱硫剂进行干法脱硫，得到脱硫副产物脱硫灰；
S20：采用湿法脱硫工艺对铝电解烟气进行脱硫，得到脱硫副产物石膏浆液；其中，所述的湿法脱硫工艺中的吸收剂含有S10得到的脱硫灰；
S30：将所述的石膏浆液脱水，得生石膏。
2.根据权利要求1所述的脱硫方法，其特征在于，
所述的S10中：脱硫剂为CaO、CaCO3、电石渣中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的脱硫方法，其特征在于，
所述的S20中：湿法脱硫工艺中的吸收剂中脱硫灰的含量不少于50％，粒径为150μm以下。
4.根据权利要求1所述的脱硫方法，其特征在于，
所述的S20中：电解铝烟气含氧量为20-21％。
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